• 한국HCI학회:학술대회논문집
• /
• 한국HCI학회 2008년도 학술대회 1부
• /
• pp.85-90
• /
• 2008

본 논문은 유연하고 다각적인 인터페이스를 이용한 사용자 중심의 능동적인 인체 학습 시스템을 제안한다. 기존의 인체 학습 방법은 이미지, 텍스트, 영상자료부터 학습자로의 주입식 학습이었다. 본 논문에서 제안한 인체 학습 시스템은 실제 인체 장기 데이터로 제작된 3D 인체 장기 모델을 제공함으로써 학습자는 사실적인 장기의 형태를 3차원 공간에서 보고, 장기에 대한 촉감을 제공하는 햅틱 인터페이스와 학습자의 의도에 기반한 카메라 시스템으로 써 능동적이고 다각적인 학습을 진행할 수 있다. 그리고 계층 기반 장기 분류를 통하여 구축된 학습 정보를 통하여, 전체적인 시각에 기초한 인체 학습 과정을 진행할 수 있다. 본 인체 학습 시스템으로써 기존의 평면적인 인체 학습교재, 자료 등에서 얻을 수 없는 입체적인 인터페이스를 통한 학습 효율 향상의 가능성을 보고자 한다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
• /
• 한국HCI학회 2006년도 학술대회 1부
• /
• pp.266-274
• /
• 2006

본 논문은 새로운 햅틱 API 인 "K-Touch"의 개발에 관한 것이다. 그래픽 하드웨어 기반의 핵심 역감 알고리즘을 기반으로 개발된 K-Touch API 는 가상 환경을 구성하는 다양한 데이터 형식(3D polygon model, volume data, 2.5D depth image)에 대한 햅틱 상호작용을 가능하게 하고, 새로운 햅틱 알고리즘 및 장치 개발에 필요한 소프트웨어 확장성을 제공함과 동시에 사용자가 쉽고 빠르게 햅틱 응용분야를 개발할 수 있도록 설계되었다. 아울러 햅틱 감각의 중요 요소인 역감 및 촉감 상호작용을 위해 기존의 햅틱 SDK 및 API 와 달리 역/촉감을 동시에 제시할 수 있는 알고리즘이 개발되었다. 본 논문에서 제안하는 새로운 햅틱 API 의 효용성을 검증하기 위해 다양한 응용분야의 예를 구현하였다. 새로운 햅틱 API 인 K-Touch 는 사용자 및 연구자에게 보다 효율적으로 햅틱 연구를 진행 할 수 있도록 도움을 주는 툴(Tool)로써 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
• /
• 한국HCI학회 2009년도 학술대회
• /
• pp.2078-2079
• /
• 2009

본 연구에서는 다양한 형태의 쌍방향 인터페이스를 이용한 체감형 인체 구조 학습 시스템에 대해 논의하고 이를 구현하기 위한 프레임워크를 제안한다. 기존에 제시된 인체 구조 학습 시스템은 주로 시각적 정보에 의지한 한정적인 범위의 단방향 학습 시스템이었다. 우리는 실제 인체로부터 획득한 3차원 장기 모델을 활용하여 학습자에게 보다 사실적인 시각적 정보를 전달하고, 햅틱 기술과 증강 현실 기술을 결합함으로써 기존의 제한적인 인터페이스로는 실현할 수 없었던 다양한 상호 작용들을 가능케 하는 데 목표를 두고 있다. 이를 통해 기존 과학 학습 보조 자료들이 가지는 한계를 극복하고 나아가 현실과 가상 교육 환경 간의 유기적인 융합 방안을 모색한다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
• /
• 한국HCI학회 2009년도 학술대회
• /
• pp.538-541
• /
• 2009

본 논문에서는 촉각기반 비디오 및 오디오 스트리밍 기술 개발을 설명한다. 제안하는 스트리밍 기술은 촉각정보를 포함한 비디오 프레임과 함께 진동정보를 가진 오디오를 실시간으로 전송해주는 방법에 대한 구현을 설명한다. 촉각정보 전송을 위하여 비디오 화면을 일정한 크기의 셀로 나누어 각 셀에 비디오 화면의 콘텐츠에 대응하는 촉각정보를 적용시켜 주었다. 이 정보들은 특정 형식으로 파일로 저장되게 되고 촉각정보 전송에 사용되게 된다. 촉각정보 전송은 비디오 프레임과 교차하며 전송된다. 이렇게 전송된 비디오와 촉각정보는 클라이언트 컴퓨터에서 병렬적으로 처리되어 화면에 출력시켜준다. 진동정보를 가진 오디오를 전송하기 위해서는 사운드를 분석하여 특정 사운드에 적합한 진동을 적용시켜 주었다. 이런 방법으로 저장된 진동정보는 사운드 스트리밍과 동기화되어 사용자에게 전송되며 이를 통해 사용자는 관람하고 있는 비디오 화면을 만짐으로써 화면 콘텐츠의 재질을 느낄 수 있고 음향에 따라 다양한 패턴의 진동을 느낄 수 있다.

• 로봇학회논문지
• /
• 제8권3호
• /
• pp.173-178
• /
• 2013

We present six-degree-of-freedom (6DoF) haptic rendering algorithms using translational ($PD_t$) and generalized penetration depth ($PD_g$). Our rendering algorithm can handle any type of object/object haptic interaction using penalty-based response and makes no assumption about the underlying geometry and topology. Moreover, our rendering algorithm can effectively deal with multiple contacts. Our penetration depth algorithms for $PD_t$ and $PD_g$ are based on a contact-space projection technique combined with iterative, local optimization on the contact-space. We circumvent the local minima problem, imposed by the local optimization, using motion coherence present in the haptic simulation. Our experimental results show that our methods can produce high-fidelity force feedback for general polygonal models consisting of tens of thousands of triangles at near-haptic rates, and are successfully integrated into an off-the-shelf 6DoF haptic device. We also discuss the benefits of using different formulations of penetration depth in the context of 6DoF haptics.

• 로봇학회논문지
• /
• 제8권3호
• /
• pp.143-149
• /
• 2013

This paper presents a new miniature haptic display to convey ample haptic information to a user of a handheld interface. There are buttons on interfaces or general electronic devices, but existing buttons provide haptic feedback of only one passive pattern to a user. Because humans perceive tactile and kinesthetic information simultaneously when they handle objects the proposed actuator provides both sensations at once. It is able to generate various levels of kinesthetic sensations when pressing a button under diverse situations. Also, vibrotactile feedback can be delivered for exciting haptic effects with numerous patterns. Its performance was evaluated in accordance with the resistive force by changing the intensity of the input current. Experiments show that the proposed actuator has the ability to provide numerous haptic sensations for more realistic and complex haptic experiences.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제11권7호
• /
• pp.602-608
• /
• 2005

In the virtual environment, force feedback to the human operator makes virtual experiences more realistic. To ensure the safe operation and enhance the haptic feeling, stability should be guaranteed. Both motors and brakes are commonly used for haptic devices. Motors can generate a torque in any direction, but they can make the system active during operation, thus leading to instability. Brakes can generate a torque only against their rotation, but they dissipate energy during operation, which makes the system intrinsically stable. Consequently, motors and brakes are complementing each other. In this research, a two degree-of-freedom (DOF) haptic device equipped with motors and brakes has been developed to provide better haptic effects. Each DOF is actuated by a pair of motor and brake. Modeling of the environment and the control method are needed to utilize both actuators. Among various haptic effects, contact with the virtual wall, representation of friction and representation of plastic deformation have been investigated extensively in this paper. It is shown that the hybrid haptic device is more suited to some applications than the motor-based haptic device.

• 대한인간공학회지
• /
• 제33권5호
• /
• pp.433-452
• /
• 2014

Objective: The aim of this study is to give ergonomists the brief summary of the recently published ISO standards on human-system interaction and tips for application of the standards. Background: Standard developers did hard work on developing a standard in a concise manner. But most of standards are often bulky in volume. Readers of the standards are difficult to catch key points from the voluminous contents of standards and intermingle among them. Method: Focused on newly developed display/control technology, this study reviewed the 14 ISO standards on human-system interaction published during 2008-2013 and summarized key points from them. Results: Schematic diagrams and tables concisely illustrated the processes, procedures, dimensions, or best practices recommended by the standards concerning conception, design, and usability testing for consumer products. Conclusion: The standards provided the minimum level of requirements on design and evaluation on the physical input devices, electronic displays, and control interfaces based on the current state of technology. But the minimum requirements specified in the standards nowadays become mandatory ergonomic requirements in global trade world. Application: Ergonomists can take a quick and broad view on international standardization activities on newly developed display/control technology from this summary study.

• 한국안전학회지
• /
• 제28권4호
• /
• pp.19-25
• /
• 2013

For safe remote control, information on remote environment has to be delivered to operator realistically, and there have been numerous research efforts on this respect. Among them, haptic technology can significantly enhance safety and overall effectiveness of remote operation by delivering various kinds of information on virtual or real environment to operator. In this study, remote control based on haptic feedback is applied to control of mobile robot moving according to the command from operator avoiding collision with environmental obstacles and maintaining safe distance from them using ultrasonic sensors. Specifically, a remote feedback control structure for mobile robot is proposed. The controller is based on the inner feedback loop that directly utilizes information on distance to obstacles, and the outer feedback loop that the operator directly commands using the haptic device on which the computed reaction force based on the distance information is acting. Effectiveness of the proposed remote control scheme using double feedback loops is verified through a series of experiments on mobile robot.

• Journal of Mechanical Science and Technology
• /
• 제19권10호
• /
• pp.1864-1874
• /
• 2005

This paper describes a wearable multi-modal user interface design and its implementation for a teleoperated field robot system. Recently some teleoperated field robots are employed for hazard environment applications (e.g. rescue, explosive ordnance disposal, security). To complete these missions in outdoor environment, the robot system must have appropriate functions, accuracy and reliability. However, the more functions it has, the more difficulties occur in operation of the functions. To cope up with this problem, an effective user interface should be developed. Furthermore, the user interface is needed to be wearable for portability and prompt action. This research starts at the question: how to teleoperate the complicated slave robot easily. The main challenge is to make a simple and intuitive user interface with a wearable shape and size. This research provides multi-modalities such as visual, auditory and haptic sense. It enables an operator to control every functions of a field robot more intuitively. As a result, an EOD (explosive ordnance disposal) demonstration is conducted to verify the validity of the proposed wearable multi-modal user interface.